数字化测图的数据来源、内容及工作流程

　　摘要：数字化测图是近几年随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容,广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护和军事工程等部门.数字化测图作为一种全解析机助测图技术,与模拟测图相比具有显著优势和发展前景,是测绘发展的技术前言.目前许多测绘部门已经形成了数字图的规模生产.作为反映测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术将逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流。

　　关键词：野外数据采集、应用

　　Abstract: digital mapping is along with the computer, ground in recent years measuring instrument, digital mapping software application and rapidly new content, widely used in surveying and mapping production, water conservancy and hydropower projects, land management, urban planning, environmental protection and military engineering departments. Digital mapping as a whole analytic machine help mapping technology, and simulation mapping compared with significant advantages and development prospect, is the development of surveying and mapping technology introduction. Now many of the surveying and mapping departments have formed the digital map scale production. As reflect mapping technology modernization level one of the marks, digital mapping technology will gradually replace artificial simulation mapping, become the mainstream of topographic mapping.

　　Keywords: field data acquisition and application

　　中图分类号： S973.1+5 文献标识码：A 文章编号：

　　0 引言

　　广义的数字化测图又称为计算机成图主要包括:地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图、计算机地图制图.在实际工作中,大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图,也称野外数字化测图。

　　1 数字化测图的数据来源

　　数字化测图由于数据的来源不同,采集的仪器和方法也不同,主要有以下三种获取方法:

　　1.1 野外数据采集

　　要想提高地图的使用效率，获得较高精度的地图资料，尤其是数字化地籍测量，要求重要地物相对于邻近控制点的精度较高，还是采用地面数字测图的方法，也就是平时所说的内外业一体化数字化测图，这是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。

　　全站仪的测量数据作为电子信息可以自动传输、记录、存储、处理和成图。在这全过程中原始测量数据的精度毫无损失，人为的出错(读错、记错、展错)的概率小，能自动提取坐标、距离、方位和面积等。绘制的地形图精确、规范、美观。从而获得高精度的测量成果。

　　野外数据采集的缺陷就是耗费比较多的人力、物力、财力，而且作业时间较长。

　　1.2 航片数据采集

　　当一个地区(或测区)很大时，又急需使用地形图，就可以利用航空摄影测量，通过外业对影像判读，再经过航测内业进行立体成图，直接获得数字地形图。再有地形比较复杂，利用原图数字化的原图年代已久，又难以对它实地进行数字化测量，也可以利用航空摄影测量方法成图。

　　随着测绘技术的发展，数字影像的直接获取在我国的某些地区取得了试验性的成功。该技术是在空中利用数字摄影机所获得的数字影像，内业通过专门的航测软件对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型来获得数字地图。这也是未来数字测图的一个重要发展方向。该方法可大大地减少外业劳动强度，将大量的外业测量工作移到室内完成，而且成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点。

　　1.3 地图数据采集

　　地图数字化成图它能够充分地利用现有的地形图，投入软硬件资源较少，仅需配备计算机、数字化仪、绘图仪再配以一种数字化软件就可以开展工作，并且可以在很短的时间内获得数字的成果，也可让具备有图纸数字化能力的测绘单位代劳。

　　地图数据采集的方法有两种：手扶跟踪数字化和扫描矢量化后数字化。

　　a、手扶跟踪数字化：是用数字化仪对原图的地形特征点逐点进行跟踪采集，将数据自动传输到计算机，处理成数字地形图的过程。利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响，加上数字化过程中所产生的各种误差，它的精度就比原图的精度差，现在用的比较少，只能作为一种应急措施。当然可通过修测、补测等方法进行一些弥补，实测一部分地物点的精确坐标，再用这些点的坐标代替原来的坐标，可在一定的程度上提高原有图的精度。

　　b、扫描矢量化后数字化：用扫描仪扫描原图,将数据输入计算机，存储、处理并可再成图。扫描数字化仪有平台式和滚动式两种。这种方法比使用手扶数字化仪的精度要高，故在地形图数字化生产中经常使用。

　　2 全站仪数字化测图的作业过程

　　全站仪数字化测图的作业过程主要分为数据编码和野外数据采集。

　　2.1 数据编码

　　为使计算机识别地物、地貌，首先要将地物、地貌按地形图图式分类，一般按一定规则构成的符号串来表示地物属性信息和连接信息，这种有一定规则的符号串称为数据编码.数据编码的基本内容包括：地物要素编码(或称地物特征码、地物属性码、地物代码)、连接关系码(或连接点号、连接序号、连接线型)、面状地物填充码等.

　　2.2 野外数据采集

　　野外数据采集时，既要记录距离、水平角和竖直角，同时还要记录点号、编码、连接点和连接线型四种信息。其中连接点是记录与观测点相连接的点号，连接线型是记录测点与连接点之间是以直线、曲线还是以圆弧相连。

　　野外数据采集的方法有GPS法、航测法和大地测量仪器法。目前大比例尺野外数字化测图主要使用全站仪采集数据。其方法主要分为图根加密和碎步测量。

　　① 图根加密

　　由于采用光电测距，测站点到地物、地形点的距离即使在500米以内也能保证测量精度，故对图根点的密度要求已不很严格，视测区的地形情况而定.一般以在500米以内能测到碎部点为原则.通视条件好的地方，图根点可稀疏些;地物密集、通视困难的地方，图根点可密些(相对白纸测图时的密度).等级控制点尽量选在制高点.控制测量主要使用导线测量，观测结果(方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等)自动或手工输入电子手簿，或电子计算机，并且结算出控制点坐标与高程.对于图根控制点，还可采用"辐射法"和"一步测量法"。辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用坐标法测量方法，按全圆方向观测方式一次测定几个图根点.这种方法无须平差计算，直接测出坐标.为了保证图根点精度，一般要进行两次观测。

　　一步测量法就是将图根导线与碎部测量同时作业.即在一个测站上，先测导线的数据，接着就测碎部点.这是一种少安置一轮仪器、少跑一轮路，大大提高外业工作效率的测量方法。

　　② 碎部测量

　　野外数据采集包括两个阶段，即控制测量和地形特征点(碎部点)采集.实施数字测图前必须先进行控制测量.布设控制网应遵循的原则：分级布网，逐级控制;应有足够的精度;应有足够的密度;应有统一的规格.

　　3 数字化测图的内容

　　一般的地形图包括:

　　点状地物：控制点、独立符号、工矿符1号等;

　　线类地物：管线、道路、水系、境界等;

　　面状地物：需要填充符号的，如居民地、植被、水塘等.

　　地形图的地形要素很多，已将它们总结归类为十大类.1、测量控制点;2、居民地;3、工矿企业建筑物和公共设施;4、独立地物;5、道路及附属设施;6、管线及附属设施;7、水系;8、境界;9、地貌与土质;10、植被。

　　4野外数字化测图的工作流程

　　资料的整理与存档

　　人员、仪器设备的投入

　　技术方案的设计

　　实地选点与控制测量

　　控制测量成果的检核

　　野外数据采集

　　内业数据处理及成图输出

　　数字化图形的检查

　　测区资料的准备、踏勘及报告

　　在野外数据的采集时，经常会忽视一些小问题，以下几点值得注意：

　　① 要使用的所有仪器设备一定要经过具有资格的测绘仪器鉴定部门的鉴定。

　　② 建(构)筑物比较方正的可只需测出三点，第四点可由计算机来完成，南方的许多建(构)筑物看起来较方正，其实很多是不规则的多边形，则需要全部实测点位。

　　③ 测等高线时，除了测量特性线点外，还应尽量多测一些加密的点，满足计算机建模，才能更加详尽地反映出实地地貌。尤其在测量一些微型地貌，细小的变化计算机的模拟是难以比较真实的反映出这些实际地形的，最好手工来完成。

　　④ 测图单元尽量以自然分界来划分，如以河流、道路等划分，以便于地形图的施测，同样也有利于图幅的接边。

　　⑤ 能够测量到的点尽量使用测量仪器来实测，实在无法测到的点位尽量通过实地用皮尺(钢尺)量取。

　　⑥ 实地数据采集时，配合要默契，不在测站可视范围，则通过使用对讲机来传递信息，跑棱镜的人要将自己所要采集的地形地物数据点信息及时报告给测站人员，以确保数据记录的真实性。

　　⑦ 尽量在测站的可视氛围进行数据采集，在通视不良的地方或者需要通过举高支杆来观测的时候，则引点到附近设站进行采集数据，避免由于支杆偏离地形地物点位而带来的人为误差。

　　⑧ 外业进行数据采集时，一定要注意实地的地物地貌的变化，尽可能地详细记录，不要把疑问点带回到内业处理。

　　5成图软件的选择

　　数字化测图的运用，首先离不开测绘成图软件的支持。要看该软件是否适合本单位的实际情况;其次要看它操作起来是否简单，界面是否简洁名了，容易上手等等;还要看软件提供的功能是否满足本单位的需要。对于一个比较专业且比较大的测绘单位而言，除了选择好一种比较适合于本单位使用软件外，还要根据本单位的客户需要来选择绘图软件以适应客户的不同要求。目前测绘界内的绘图软件非常多，如地形地籍成图软件CASS6.0、广东国土厅GTC2002地形地籍测量系统、广州南方测绘的cass系列、清化山维EpsW2000等数字化成图软件。如果按操作平台来分不外乎两种类型，一是自主操作平台与测绘软件完全由自己来开发的，如清化山维Epsw2000，另一种是在其他操作平台进行二次开发的测绘软件，如南方测绘公司的CASS就是在AUTO CAD的基础上开发而来的。目前在国内测绘单位中用的比较多的是广州南方测绘公司开发的cass系列。

　　6、对数字化测图的几点体会

　　与传统测图方式相比，数字化测图具有以下优点：

　　1在平面、高程精度方面提高的幅度较大，其中测站点平面位置提高16倍，地物点提高20倍，高程精度提高50%，这对地图的使用具有重要价值，因此，平板测图现在已被淘汰，数字化测图正广泛应用各行业中。

　　2 减少野外工程量，提高工作效率。

　　3可任意制作不同比例尺和不同需求的地图。

　　4 常规测图是以每幅图组织施测，这种规则划分测图方法往往给图边测图造成困难。数字化测图在测区不受图幅限制，作业组可以按河流、道路、街坊划分，以便施测，减少了很多因接边引起的误差。

　　5资料美观，容易保存。野外采集的数据和计算成果，将全站仪与电脑连接起来，数据即可传输到计算机里，经过程序计算，所生成的电子数据表格美观、正确又便于管理，还可建立数据库。

　　6 通过电子数据的计算，我们能够完成宗地内各类面积量算、坐标转换、求体积、计算土方量。

　　7、结束语

　　当今随着测绘科技发展的不断深入，具有更多功能的测绘仪器设备的推陈出新，测绘软件的升级与创新，给数字化测图带来更为广泛的发展空间和应用前景，数字化测图技术也将会发生巨大的变化，成为测绘技术变革的重要标志。

　　主要参考文献：

　　杨晓明、王军德、时东玉编著.数字化测图(内外业一体化),郑州测绘学校出版社;

　　杨得麟等编著.大比例尺数字测图的原理、方法与应用;

　　孔祥元、梅是义主编.控制测量学.武汉大学出版社.

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文章名称： 数字化测图的数据来源、内容及工作流程

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